1.3. Типовой маршрут изготовления дисков и фланцев

Основные схемы базирования. Технологические базы – центральное отверстие и об-

работанный торец, причем короткое отверстие является двойной опорной базой, а то-

рец – установочной.

Обработку шкивов средних размеров (d = 200...400 мм) производят на токарных, в

крупносерийном производстве – на револьверных станках. Крупные шкивы и махови-

ки – на токарных карусельных станках. При обработке на карусельных станках установ-

ку на первой операции выполняют по ступице, в которой обрабатывается центральное

отверстие и прилегающие к ней торцы. Обод обрабатывают при установке шкива на

центрирующий палец по обработанному отверстию и торцу.

1.4. Типовой маршрут изготовления дисков

005 Заготовительная.

В большинстве случаев – лить заготовку, ковать или штамповать. Мелкие шкивы –

из прутка.

90

010 Токарная.

Растачивание отверстия с припуском под последующую обработку и подрезка торца.

Технологическая база – черная поверхность обода или ступицы. Выполняется в зависимос-

ти от маршрутов и типа производства на токарном, револьверном или карусельном станке.

015 Токарная.

Подрезать второй торец. Технологическая база – обработанные отверстия и торец.

020 Протяжная.

Протянуть цилиндрическое отверстие. Технологическая база – отверстие и торец.

Станок – вертикально-протяжной.

025 Протяжная или долбежная.

Протянуть или долбить шпоночный паз. Технологическая база – отверстие и торец.

Станок – вертикально-протяжной или долбежный.

030 Токарная (черновая).

Точить наружный диаметр и торцы обода, точить клиновидные канавки. Технологи-

ческая база – отверстие. Станок токарный или многорезцовый токарный.

035 Токарная (чистовая).

Точить наружный диаметр и канавки. При криволинейной образующей на токарно-

копировальном станке или токарном станке по копиру.

040 Сверлильная.

Сверлить отверстия и нарезать резьбу (если требуется по чертежу). Технологичес-

кая база – торец. Станок – сверлильный.

045 Балансировочная.

Балансировка и высверливание отверстий для устранения дисбаланса. Технологи-

ческая база – отверстие. Станок – балансировочный.

050 Шлифовальная.

Шлифование ступиц (если требуется по чертежу). Технологическая база – отверстие.

Станок – круглошлифовальный.

055 Контрольная.

060 Нанесение антикоррозийного покрытия.

Основным служебным назначением фланцев является ограничение осевого переме-

щения вала, установленного на подшипниках. Отсюда следует, что основными конст-

рукторскими базами фланца будут поверхности центрирующего пояска по размеру от-

верстия в корпусе и торцы. Поскольку в качестве технологических баз при обработке

заготовки целесообразно выбирать основные базы детали, то исходя из этого, следует,

что на первых операциях обрабатывают основные базы.

В связи с этим на первой операции в качестве технологических баз используют на-

ружную цилиндрическую поверхность и торец большого фланца, а на последующих –

посадочную поверхность цилиндрического пояска и его торец. На этих же базах обраба-

тывают крепежные отверстия и лыски, если они заданы чертежом.

Контрольные вопросы

1. Какие основные операции механической обработки для изготовления втулки?

2. Какая последовательность операций механической обработки для изготовления

дисков?

91

ЛЕКЦИЯ 13

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКАХ

1. Обработка заготовок на шлифовальных станках.

1.1. Разновидности шлифования.

1. Обработка заготовок на шлифовальных станках

Шлифование наружных поверхностей деталей типа тел вращения производят на круг-

лошлифовальных, торцекруглошлифовальных станках, бесцентрово-шлифовальных по-

луавтоматах и автоматах как высокой, так и особо высокой точности.

1.1. Разновидности шлифования

Шлифование – основной метод чистовой обработки наружных цилиндрических по-

верхностей.

Шейки валов шлифуют в две операции: предварительное и чистовое шлифование.

После чистового шлифования точность размера IТ6, а шероховатость Rа = 1,6...0,4 мкм.

Как правило, все наружные цилиндрические поверхности с точностью выше IТ8 и

шероховатостью Rа = 1,6...0,4 мкм подвергают после чистового точения шлифованию.

При обработке на круглошлифовальных и торцекруглошлифовальных станках заго-

товки устанавливают в центрах, патроне, цанге или в специальном приспособлении.

Заготовке сообщается вращение с окружной скоростью vзг = 10...50 м/мин; она зави-

сит от диаметра обработки заготовки. Окружная скорость шлифовального круга (ско-

рость резания) vкр= 30...60 м/с. Подача S и глубина резания t варьируются в зависимости

от способов шлифования. Различают следующие разновидности шлифования: продоль-

ное (с продольным движением подачи) и врезное (с поперечным движением подачи).

Схемы обработки продольным и врезным шлифованием приведены на рис. 13.1.

Шлифование с продольным движением подачи (рис. 13.1 а) осуществляется за че-

тыре этапа: врезание, чистовое шлифование, выхаживание и отвод.

В этом случае продольная подача является функцией ширины шлифовального круга:

Sпр = K · B · k,

(13.1)

где k = 0,6...0,85 – для чернового шлифования и k = 0,2...0,4 – для чистового.

Поперечная подача на глубину шлифования осуществляется шлифовальным кругом

в конце каждого двойного хода заготовки или круга и принимается в зависимости от

материала заготовки, круга и вида обработки S = 0,005...0,05 мм/об. В конце обработки

последние продольные проходы выполняют без поперечной подачи, так называемое

выхаживание.

Шлифование с продольной подачей применяют при обработке цилиндрических за-

готовок значительной длины.

92

Врезное шлифование применяют для обработки поверхностей, длина которых не пре-

вышает ширину шлифовального круга. Его преимущество – большая производительность

и простота наладки, однако оно уступает продольному шлифованию по достигаемому ка-

честву поверхности. Врезное шлифование широко применяют в массовом и крупносерий-

ном производстве (рис. 13.1 б). Рекомендуемые скорости резания vкр = 50...60 м/с; радиаль-

ная (поперечная) подача при окончательном шлифовании S = 0,001...0,005 мм/об.

Разновидностью шлифования с продольным движением подачи является глубинное

шлифование.

Sпр

Bk

Sпоп

Sпоп

Lд

б)

S

а)а)

Рисунок 13.1 – Схемы обработки продольным и врезным шлифованием

Это шлифование характеризуется большой глубиной резания (0,1...0,3 мм) и малой

скоростью резания. При этом способе шлифования меньше, чем при врезном, сказыва-

ется влияние погрешности формы исходной заготовки и колебания припуска при обра-

ботке. Поэтому глубинное шлифование (рис. 13.1 б) применяют для обработки загото-

вок без предварительной лезвийной обработки и, как правило, снимают припуск за один

рабочий ход. Производительность труда повышается в 1,2 – 1,3 раза по сравнению с

продольным шлифованием. При значительном объеме производства применяют бесцен-

тровое шлифование, которое более производительно, чем в центрах.

Сущность бесцентрового шлифования (рис. 13.2) заключается в том, что шлифуемая

заготовка (1) помещается между шлифовальным (2) и ведущим (3) кругами и поддержи-

вается ножом (опорой) (4). Центр заготовки при этом должен быть несколько выше ли-

нии, соединяющей центры обоих кругов, примерно на 10...15 мм и больше, в зависимо-

сти от диаметра обрабатываемой заготовки во избежание получения огранки. Шлифо-

вальный круг имеет окружную скорость vкр = 30...65 м/с, а ведущий vв =10...40 м/мин.

Так как коэффициент трения между кругом (3) и обрабатываемой заготовкой больше,

чем между заготовкой и кругом (2) (рис. 13.2 а), то ведущий круг сообщает заготовке

вращение со скоростью круговой подачи vв.

93

Благодаря скосу ножа, направленному в сторону ведущего круга, заготовка прижи-

мается к этому кругу.

Продольная подача заготовки обеспечивается за счет наклона ведущего круга на угол .

При этом скорость подачи заготовки рассчитывается по формуле:

vs = vкр · sin ·,

(13.2)

где  = 0,98...0,95 – коэффициент проскальзывания;  = 3...5° – предварительная обра-

ботка (t = 0,05...0,15 мм);  = 1...2° – окончательная обработка (t = 0,01...0,03 мм).

Vk

21 3

Vb

Vb

1

2

Vs

4

1

3

4

2

Vs

а) б)

Рисунок 13.2 – Схемы круглого бесцентрового шлифования

На бесцентрово-шлифовальных полуавтоматах и автоматах можно шлифовать заго-

товки деталей типа тел вращения с цилиндрическими, коническими и фасонными по-

верхностями. Применяют два метода шлифования: проходное (способ продольного дви-

жения подачи, рис. 13.2 а) и врезное (способ поперечного движения подачи, рис. 13.2 б).

При проходном шлифовании за несколько рабочих ходов можно достигнуть точности по

6-му квалитету и Rа = 0,2 мкм.

Врезным шлифованием (рис. 13.2 б) обрабатывают заготовки круглых деталей с ус-

тупами, а также заготовки, имеющие форму конуса. При этом методе оси кругов парал-

лельны или ведущий круг устанавливается под малым углом ( = 0,2...0,5°), а осевому

перемещению обрабатываемой заготовки препятствует установленный упор.

По аналогии с врезным шлифованием находит применение обработка не шлифо-

вальными кругами, а шлифовальной лентой, закрепляемой на ведущем и ведомом шки-

вах. Обрабатываемую заготовку также устанавливают на нож.

Контрольные вопросы

1. На каких металлообрабатывающих станках производится шлифование наружных

поверхностей тел вращения?

2. Какие разновидности шлифования существую при механической обработке деталей?

3. В чем заключается сущность бесцентрового шлифования?

94

L

Bk

ЛЕКЦИЯ 14

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА ПРОТЯЖНЫХ СТАНКАХ

1. Обработка заготовок на протяжных станках.

1.1. Применение протягивания отверстий и виды работ, выполняемых на протяж-

ных станках.

1. Обработка заготовок на протяжных станках

Шпоночные пазы в отверстиях втулок зубчатых колес, шкивов и других деталей,

надевающихся на вал со шпонкой, обрабатываются в единичном и мелкосерийном про-

изводствах на долбежных станках, а в крупносерийном и массовом – на протяжных стан-

ках. На рис. 14.1 показано протягивание шпоночного паза в заготовке зубчатого колеса

на горизонтально-протяжном станке. Заготовка (1) насаживается на направляющий па-

лец (4), внутри которого имеется паз для направления протяжки (2). Когда канавка про-

тягивается за 2 – 3 рабочих хода, то под протяжку помещают подкладку (3).

Рисунок 14.1 – Протягивание шпоночного паза в отверстии

1.1. Применение протягивания отверстий и виды работ,

выполняемых на протяжных станках

Протягивание отверстий применяют в массовом, крупносерийном и серийном про-

изводствах. Протягивание является одним из прогрессивных способов обработки ме-

таллов резанием как в отношении производительности, так и достигаемых точности и

шероховатости. По сравнению с развертыванием, например, протягивание производи-

тельнее в 8 – 9 раз и выше.

95

Протягивание осуществляется многолезвийным инструментом – протяжкой, кото-

рая протягивается через обрабатываемое отверстие (рис. 14.2). Внутренним протягива-

нием обрабатывают различные отверстия: круглые (цилиндрические), шлицевые, мно-

гогранные и др.

При протягивании на протяжных станках заготовку устанавливают на жесткой

(рис. 14.2 а) или шаровой опоре (рис. 14.2 б), если торец детали не перпендикулярен оси

отверстия.

Для протягивания применяют горизонтальные и вертикальные протяжные станки-

полуавтоматы.

а) б)

Рисунок 14.2 – Схемы протягивания отверстий: а – горизонтальная; б – вертикальная;

1 – жесткая опора; 2 – шаровая опора; 3 – обрабатываемая заготовка; 4 – протяжка

Горизонтальные протяжные полуавтоматы применяются для внутреннего про-

тягивания. Вертикальные полуавтоматы используют как для внут реннего, т ак и на-

ружного протягивания; они занимают в 2 – 3 раза меньше площади, чем горизон-

тальные.

Припуск под протягивание при обработке цилиндрических отверстий составляет

0,5...1,5 мм на диаметр отверстия. Прошиванием называют аналогичную протягива-

нию обработку более коротким инструментом – прошивкой. При прошивании инстру-

мент испытывает напряжения сжатия, а при протягивании – растяжения, поэтому про-

шивку выполняют относительно небольшой длины (250...400 мм).

96

Рисунок 14.3 – Виды работ, выполняемые на протяжных станках

Контрольные вопросы

1. Особенности обработки шпоночных пазов в зависимости от типа производства.

2. Какие отверстия обрабатывают внутренним протягиванием?

3. Какие виды работ выполняются на протяжных станках?

97

ЛЕКЦИЯ 15

ОБРАБОТКА ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И ПАЗОВ

В ЗАГОТОВКАХ

1. Обработка плоских поверхностей и пазов в заготовках.

1.1. Фрезерование.

1.2. Протягивание.

1.3. Шабрение.

1.4. Шлифование.

1.5. Полирование поверхностей.

1. Обработка плоских поверхностей и пазов в заготовках

1.1. Фрезерование

Фрезерование в настоящее время является наиболее распространенным методом об-

работки плоских поверхностей. В массовом производстве фрезерование вытеснило при-

менявшееся ранее строгание.

Фрезерование осуществляется на фрезерных станках. Фрезерные станки разделя-

ются на горизонтально-фрезерные, вертикально-фрезерные, универсально-фрезерные,

продольно-фрезерные, карусельно-фрезерные, барабанно-фрезерные и многоцелевые.

Существуют следующие виды фрезерования (рис. 15.1): цилиндрическое (а), торцо-

вое (б), двустороннее (в), трехстороннее (г).

Широкое применение находит в настоящее время фрезерование торцовыми фреза-

ми, а при достаточно больших диаметрах фрез (свыше 90 мм) – фрезерными головками

(торцовыми фрезами со вставными ножами). Это объясняется следующими преимуще-

ствами данного фрезерования перед фрезерованием цилиндрическими фрезами:

– применением фрез больших диаметров, что повышает производительность обра-

ботки;

– одновременным участием в обработке большого числа зубьев, что обеспечивает

более производительную и плавную работу;

– отсутствием длинных оправок, что дает большую жесткость крепления инст-

румента и, следовательно, возможность работать с большими подачами (глубинами

резания);

– одновременной обработкой заготовок с разных сторон (например, при использова-

нии барабанно-фрезерных станков).

Фрезерование характеризуется высокой производительностью и сравнительно вы-

сокой точностью.

Фрезерование в два перехода (черновой и чистовой) позволяет достичь: по точности

размеров – IТ9; по шероховатости – Ra = 6,3...0,8 мкм; отклонение от плоскостности

40...60 мкм.

98

а)

б)

в)

г)

Рисунок 15.1 – Схемы фрезерования плоских поверхностей: а – цилиндрическое; б – торцовое;

в – двустороннее; г – трехстороннее

Одним из наиболее производительных способов фрезерования является обработка

плоскостей на карусельно-фрезерных, барабанно-фрезерных станках, что возможно по

непрерывному циклу.

Одним из способов сокращения основного времени является внедрение скоростно-

го и силового фрезерования.

Скоростное фрезерование характеризуется повышением скоростей резания при об-

работке стали до 350 м/мин, чугуна – до 450 м/мин, цветных металлов – до 2000 м/мин

при небольших подачах на зуб фрезы Sz = 0,05...0,12 мм/зуб – при обработке сталей,

0,3...0,8 мм/зуб – при обработке чугуна и цветных сплавов. Силовое фрезерование ха-

рактеризуется большими подачами на зуб фрезы (Sz > 1 мм).

Как скоростное, так и силовое фрезерование выполняется фрезами, оснащенными

твердосплавными и керамическими пластинами.

Тонкое фрезерование характеризуется малыми глубинами резания (t  0,1 мм), ма-

лыми подачами (Sz = 0,05...0,10 мм) и большими скоростями резания.

1.2. Протягивание

Протягивание плоскостей выполняют на вертикально- и горизонтально-протяжных

станках. Протягивание наружных плоских поверхностей благодаря высокой производи-

99

тельности и низкой себестоимости находит все большее применение в крупносерийном

и массовом производстве.

Для этих типов производств протягивание экономически выгодно, несмотря на вы-

сокую стоимость оборудования и инструмента. В настоящее время фрезерование часто

заменяют наружным протягиванием (плоскости, пазы, канавки и т.п.).

В массовом производстве для наружного протягивания применяют высокопроизводи-

тельные многопозиционные протяжные станки, а также станки непрерывного действия.

Протягивание является самым высокопроизводительным методом обработки плос-

костей, обеспечивающим точность размеров IТ7...IТ9, шероховатость Ra = 3,2...0,8 мкм.

Основными преимуществами протягивания по сравнению с фрезерованием являют-

ся: высокая производительность; высокая точность; высокая стойкость инструмента.

Ограничениями широкого применения протягивания являются его высокая стоимость

и сложность инструмента.

Обычно при протягивании используются следующие режимы: подача на зуб

Sz = 0,1...0,4 мм/зуб; скорость резания v = 6...12 м/мин с максимальными припусками до

4 мм с шириной протягивания до 350 мм.

1.3. Шабрение

Шабрение выполняют с помощью режущего инструмента – шабера – вручную или

механическим способом. Шабрение вручную – малопроизводительный процесс, требу-

ет большой затраты времени и высокой квалификации рабочего, но обеспечивает высо-

кую точность. Механический способ применяют на специальных станках, на которых

шабер совершает возвратно-поступательное движение.

Точность шабрения определяют по числу пятен на площади 25 × 25 мм (при провер-

ке контрольной плитой). Чем больше пятен, тем точнее обработка.

Сущность шабрения состоит в соскабливании шаберами слоев металла (толщиной

около 0,005 мм) для получения ровной поверхности после ее чистовой предварительной

обработки. Шабрение называют тонким, если число пятен более 22 и Rа < 0,08 мкм, и

чистовым, если число пятен 6...10, Rа < 1,6 мкм.